S7-200 CPU又称为PLC系统的主机或主单元,其外形如图1-1所示。它将一个微处理器、一个集成电源和数字量I/O点集成一个紧凑的封装中,从而形成了一个功能强大的微型PLC,在下载了程序之后,S7-200将保留所需的逻辑,用于监控应用程序中的输入输出设备。
CPU负责执行程序和存储数据,以便对工业自动控制任务或过程进行控制。在图1-1中,盖板下的工作模式选择开关用于选择PLC的RUN、TERM和工作模式。PLC的工作状态由状态LED显示,其中SF/DIAG状态LED亮表示为系统故障指示,RUN状态LED亮表示系统处于运行工作模式,STOP状态LED亮表示系统处于停止工作模式。
盖板下还有模拟电位器和扩展端口。S7-200 CPU221、CPU222有一个模拟电位器,S7-200 CPU224、CPU226有两个模拟电位器0和1,用小型旋具调节模拟电位器,可将0~255之间的数值分别存入特殊存储器字节SMB28和SMB29中。模拟电位器多在调试中使用,可以作为如定时器、计数器的预置值,以及过程量的控制参数。扩展端口通过扁平电缆连接PLC的各种扩展模块。
通信端口允许将S7-200 CPU同编程器或其他一些设备连接起来。S7-200 CPU221、CPU222、CPU224只有一个RS-485通信口,S7-200 CPU226有两个RS-485通信口,分别为PORT0、PORT1。
输入和输出是系统的控制点,输入部分从现场设备(例如传感器或开关)中采集信号,输出部分则控制泵、电动机以及工业过程中的其他设备。各输入/输出点的状态由输入/输出状态LED显示,外部接线在输入/输出接线端子板上进行。
CPU提供了一个可选卡插槽,可根据需要插入E2PROM卡、电池卡、时钟产中的一种。
(2)S7-200 CPU技术指标 西门子S7-200 PLC提供多种类型的CPU,以适应各种应用的要求。不同类型的CPU具有不同的数字量I/O点数和内存容量等技术参数。目前S7-200系列PLC的CPU有CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP和CPU226。
每种型号的CPU有直流24V和交流120~220V两种供电方式,其型号中的DC/DC/DC表示CPU直流供电,直流数字量输入,数字量输出点是晶体管直流电路类型;AC/DC/RLY表示CPU交流供电,直流数字量输入,数字量输出点是继电器触点类型。
(3)S7-200 CPU226输入输出端子
①基本输入端子。CPU226型PLC共有24个输入点(I0.0~I0.7、I1.0~I1.7、I2.0~I2.7),其接线图如图1-2所示,输入端子的编号采用八进制进行编号。其输入电路采用双向光耦合器,24V直流极性可以任意选择,系统设置1M为输入端子(I0.0~I1.4)的公共端,2M为输入端子(I1.5~I2.7)的分共端。
②基本输出端子。CPU226型PLC共有16个输出点(Q0.0~Q0.7、Q1.0~Q1.7)。CPU226的输出电路有晶体管输出电路和继电器输出电路可供选择。
S7-200 CPU的工作模式
(1)简述 S7-200 CPU的工作模式有停止模式和运行模式,CPU前面板上用发光二极管显示当前工作方式,绿色指示灯亮,表示为运行状态;红色指示灯亮,表示为停止状态;在标有SF指示灯亮时表示系统故障,PLC停止工作。
①STOP(停止)。S7-200不执行程序,此时可以下载程序、数据和进行CPU系统设置,在程序编辑、上载、下载时必须把CPU置于STOP方式。
②RUN(运行)。S7-200执行用户的程序。
(2)改变S7-200CPU工作模式的方法
①使用工作方式开关改变工作方式。S7-200 PLC的工作方式开关在CPU单元的右边盖板下,有STOP、TERM、RUN3个挡位。当工作方式开关在STOP位置时,可以停止程序的执行,把方式开关切到RUN位,可以启动程序的执行。
把方式开关切到TERM(暂态)或RUN位时,允许STEP 7-Micro/WIN32软件设置CPU工作状态。如果工作方式开关设为STOP或TERM,电源上电时,CPU自动进入STOP工作状态。设置为RUN时,电源上电,则CPU自动进入RUN工作状态。
②用编程软件改变工作方式,把方式开关拨到TERM,可以用STEP 7-Micro/WIN32编程软件工具条上的▶按钮控制CPU的运行,用■按钮控制CPU的停止。
S7-200 PLC如何工作
S7-200 CPU的基本功能就是监视现场的输入信号,根据用户的控制逻辑进行控制运算,输出信号去控制现场设备的运行。在S7-200系统中,控制逻辑由用户编程实现,并下载到S7-200 CPU中执行,S7-200 CPU按照循环扫描的方式完成各项任务,整个工作过程包括读输入、执行用户控制逻辑、处理通信任务、执行CPU自诊断调试、写输出等
①读输入。每次扫描周期开始时,先读数字输入点的当前值,然后把这些值写到输入映像寄存器中。
②执行用户控制逻辑。在扫描周期的执行程序阶段里,CPU执行程序是从第一条指令开始,直到*后一条指令结束。一般情况下用户程序从输入映像寄存器获得外部控制和状态信号,把运算的结果写到输出映像寄存器中,或存到不同的数据保存区。
③处理通信请求。在扫描周期的信息处理阶段,CPU处理从通信端口接收到的任何信息。
④执行CPU自诊断测试。在扫描周期的这个阶段里,CPU检查其硬件及用户程序存储器(仅在RUN模式下),也检查所有的I/O模块的状态。
⑤写输出。在每个扫描周期的结尾,CPU把存在输出映像寄存器中的数据输给数字输出点。
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③在程序中用指令改变工作方式,在程序中插入STOP指令,可在条件满足时将CPU设置为停止模式。
在晶体管输出电路中,PLC由24V直流供电,负载采用了MOSFET功率驱动器件,所以只能用直流电源给负载供电。输出端将数字量输出分为两组,每组有一个公共端,共有1L、2L两个公共端,可以接入不同等级的负载电源,如图1-2(a)所示。
在继电器输出电路中,PLC由220V交流电源供电,负载采用了继电器驱动,所以既可以选用直流电源,也可以用交流电源给负载供电。在继电器输出电路中,数字量输出分为3组,每组的公共端为本组的电源供给端,Q0.0~Q0.3共用1L,Q0.4~Q1.0共用2L,Q1.1~Q1.7共用3L,各组之间可以接入不同等级、不同性质的负载电源